Estudio de las Modulaciones Utilizadas en elSistema de Television Digital Terrestre

P. Vera Castejon, F. D. Quesada Pereira, D. Canete Rebenaque, J. Pascual Garca,M. Martnez Mendoza, J.S. Gomez Daz, F.J. Perez Soler, J.L. Gomez Tornero y A. Alvarez Melcon

Departamento de Tecnologas de la Informacion y las ComunicacionesUniversidad Politecnica de Cartagena, 30202 Cartagena, Espana

e-mail: alejandro.alvarez@upct.es

Abstract En este artculo revisamos las caractersticas masimportantes relacionadas con la modulacion empleada en elnuevo sistema de Television Digital Terrestre. Veremos las es-pecicaciones mas importantes, y revisaremos sus capacidadespara rechazar senales indeseadas y evitar los efectos negativosde la propagacion multitrayecto. A traves de un programa desimulacion estudiaremos, con un caso practico, su robustez antela interferencia de canales de television analogicos adyacentes.

I. INTRODUCCION

El sistema de Television Digital Terrestre (TDT) es uno delos avances tecnologicos que mas van a afectar a la sociedaden los proximos anos. Ello es debido a la obligatoriedad derealizar la transicion desde el sistema de television analogica,que ha venido utilizandose desde la invencion de la propiatelevision, hasta el nuevo sistema de television digital. Estatransicion esta marcada por el previsto apagon analogico parael ano 2010, en el que todos los hogares deberan contar con lacapacidad tecnologica necesaria para recibir los nuevos canalesdigitales.

Uno de los aspectos mas interesantes del nuevo sistemade Television Digital Terrestre es el sistema de modulacionque emplea, pensado para ser muy robusto ante senalesinterfirientes, y para poder luchar mas eficazmente contra elfenomeno de la propagacion multitrayecto (responsable de lasmolestas dobles imagenes o fantasmas del sistema analogico).El sistema de modulacion para el nuevo sistema de televisiondigital es conocido como COFDM (Coded Orthogonal Fre-quency Multiplexing) [1].

Con el fin de dar a conocer a los futuros ingenieros detelecomunicacion de las caractersticas mas importantes, yde los principios basicos de funcionamiento de este impor-tante sistema de modulacion, hemos ideado una serie desimulaciones con el programa WinIQSIM c distribuido porla empresa DISTRON.

II. LA MODULACION COFDM EN EL SISTEMA TDTEl principio basico de la modulacion COFDM consiste en

utilizar un numero grande de portadoras equiespaciadas enfrecuencia, y moduladas cada una de ellas en QPSK o QAM,de forma que toda la informacion a transmitir se reparteentre las diferentes portadoras. Todas las portadoras utilizadasocuparan el ancho de banda del canal de transmision (8 MHzen el sistema TDT), y cada una de ellas formara un subcanal,

de forma que la suma de las informaciones contenidas en cadauno de estos subcanales sera igual a toda la informacion quese desea transmitir.

En COFDM la velocidad de smbolo1 o tasa de smbolode cada portadora se hace coincidir con la distancia entreportadoras. Esto es debido a que el espectro de una portadoramodulada en QPSK o QAM contiene un nulo en potencia auna distancia de la portadora igual a su velocidad de smbolo.De esta forma, si la siguiente portadora se hace coincidir conese nulo, la interferencia entre ellas sera mnima.

III. COMPROBACION DE LA ROBUSTEZ DEL SISTEMACOFDM ANTE CANALES ANALOGICOS ADYACENTESUna cuestion importante es el comportamiento de los nuevos

canales digitales, cuando se encuentren con canales adyacentesanalogicos. En el caso de ser dos canales analogicos ady-acentes existiran muchos problemas de interferencias entreellos, dado que sera imposible filtrar en su totalidad lassenales que emite un canal sobre el ancho de banda destinadoal otro canal. Sin embargo, en el caso de ser adyacentes uncanal analogico y un canal digital, el problema es muchomenor.

En esta seccion utilizaremos el programa de simulacionWinIQSIM c, para estudiar las interferencias que un canalanalogico adyacente puede provocar en un canal digital conmodulacion COFDM. El canal analogico simulado solo con-tendra varios tonos de diferente frecuencia, por debajo de 25MHz, debido a limitaciones del simulador. Sin embargo, estono va a suponer ninguna limitacion en cuanto a la obtencionde resultados y conclusiones, porque el efecto de interferenciaes independiente de donde se encuentren colocados los canalesen el espectro radioelectrico.

Para generar el sistema de modulacion COFDM, procedere-mos a iniciar el programa WinIQSIM c, y seleccionaremos laopcion Multicarrier como tipo de sistema a simular. El sistemaque aparece se muestra en la Fig. 1. En este diagrama debloques, configuraremos primeramente el bloque Data Sourceescogiendo como tipo de fuente de datos, la opcion PBRS9 (secuencia binaria pseudo-aleatoria, segun la definicion

1No confundir velocidad de smbolo con velocidad binaria. Recordar quela velocidad de smbolo nos da el numero de smbolos que se emiten porsegundo. Cada smbolo se codifica con varios bits, de modo que la velocidadbinaria es el numero de smbolos por segundo, multiplicado por el numerode bits empleados en codificar cada smbolo.

Fig. 1. Sistema Multicarrier generado para la simulacion de un canalCOFDM.

dada en la norma CCITT V.52). Esta secuencia de datos esla que modulara las diferentes portadoras, segun el bloquedenominado Modulation Settings.

Los principales parametros con los que tendremos que tra-bajar para definir la modulacion se describen a continuacion: Ancho de banda del canal (BW ). Numero total de portadoras (N ). Distancia entre portadoras (Fs = BW /N ). Velocidad de smbolo de cada portadora (Vs = Fs =BW /N ).

Duracion de cada smbolo (Ts = 1/Fs = 1/Vs =N/BW ).

Velocidad total de transmision (Vtr = N Vs).En nuestro caso tomaremosN = 7 portadoras, y una velocidadde smbolo de cada portadora de Vs = Fs = 864 K, porlo que tendramos una velocidad total de transmision deVtr = 6, 048 M. El ancho de banda del canal sera tambien deBW = FsN = 6, 048 MHz. En el programa de simulacion,los parametros que definen las portadoras usadas en el modelo,se controlan desde la ventana denominada Carrier Settings,mostrada en la Fig. 2.

Fig. 2. Ventana Carrier Settings donde se ajustan los diferentes parametrosde las diferentes portadoras.

El siguiente paso de nuestro estudio sera generar una senalinterfiriente, que sera producida por un canal adyacente detelevision analogico modulado en amplitud (AM). Para ellogeneramos un nuevo fichero con el programa, y durante laseleccion del sistema escogeremos la opcion Single Carrier (lamodulacion AM solo tendra una portadora). Ademas, debemos

asegurarnos que la velocidad de transmision coincide con lautilizada en la modulacion COFDM, que en nuestro ejemploes de 6,048 MHz. Todos estos parametros se ajustan en laventana Modulation Settings. Despues del proceso completoobtenemos una senal AM con una moduladora compuesta porvarios tonos, segun se muestra en el resultado de la Fig. 3.

Fig. 3. Espectro final obtenido de la modulacion AM generada.

Para comprobar el efecto de interferencia entre el canalanalogico y el digital, vamos a visualizar el espectro de unade las portadoras COFDM, antes y despues de ser interferida.Despues de ajustar los distintos parametros podemos obtenerel espectro de una de las portadoras COFDM, antes y despuesde ser interferida por el canal analogico. En la Fig. 4 podemosver el resultado obtenido. En el resultado de la Fig. 4(b)

(a) Espectro de una de lasportadoras COFDM antes deser interferida.

(b) Espectro de una de lasportadoras COFDM despuesde ser interferida.

Fig. 4. Espectro de una de las portadoras COFDM antes y despues de serinterferida por la senal AM.

podemos ver claramente localizada la interferencia AM sobrela COFDM. Podemos apreciar, comparando con el espectroobtenido en la Fig. 4(a), que la interferencia no es significativasi la comparamos con el resto de la senal de COFDM que nose encuentra afectada por la interferencia.

REFERENCES[1] J. L. F. Carnero and R. L. Santos, Sistemas para Recepcion de TV

analogica y digital. Spain: Televes, 1998.